大港中成螺杆钻具使用手册(中文中成马达)

中成－钻具大港油田集团中成机械制造DagangOilfieldGroupZhongchengMachineryManufacturingCo.,Ltd.2023.10目 录一．序言 〔3〕二．产品型号规格说明… 〔4〕三．螺杆钻具的构造与工作原理… 〔5〕3.1.旁通阀总成… 〔5〕3.2.马达总成…………3.3.万向轴总成………3.4.传动轴总成………导向螺杆钻具的主要构造………四．螺杆钻具的工作条件与参数………4.1.钻井作业打算…………………4.2.钻井液…………4.3.钻头及其水眼…………………4.4.井底温度………4.5.泥浆流量………4.6.泥浆压力与钻压………………4.7.扭矩……………4.8.水力推力与钻压平衡…………4.9.轴承间隙………五、螺杆钻具的使用……5.4.钻进……………

〔5〕〔8〕〔9〕〔10〕〔13〕〔13〕〔13〕〔13〕〔15〕〔15〕〔15〕〔16〕〔16〕〔17〕〔18〕〔18〕〔18〕〔19〕〔19〕5.5.起钻… 〔19〕六、导向螺杆钻具的使用…………… 〔20〕6.1.导向螺杆钻具的造斜率 〔21〕6.2.进尺问题 〔21〕6.3.导向钻进 〔22〕8.1.钻具离井底状况………………8.2.钻具坐井底状况………………

〔23〕〔25〕〔25〕〔25〕〔27〕一、序言具，并靠泥浆供给动力。它具有很多优点：井底直接供给动力，削减了井下钻具的磨损和损坏。增加钻头的转速和扭矩，提高了进尺率。可准确地定向、造斜、纠偏。钻井的经济效益。正是这些优点使得螺杆钻具在近几十年内得到了快速进展。我公司在1985年全套引进美国史密斯公司—Smith20和进展，目前已经能够独立生产和开发适用于各种用途的各种规ISO9001质量治理体系认证、ISO10012计量检测体系认证及API保证。及留意事项，为用户更好地使用我厂钻具，供给了依据。二、产品型号规格说明本手册列举了我公司生产制造的全部规格的螺杆钻具。用户如有请用户在工作中认真对待。大港-螺杆钻具标牌说明：□LZ□×□□―□□―□G:代表高温定子C:长寿螺杆钻具M:代表油密封传动轴总成0:代表中空转子3:代表单弯壳体4:代表双弯壳体或弯接头5:代表扶正器6:代表扶正器加单弯接头ⅠⅡⅢⅣ:代表改进型径向轴承是船用橡胶轴承J:径向轴承是CC合金轴承〔Mpa〕钻具外径规格〔mm〕螺杆钻具标志马达转子头数〔单头省略〕三、螺杆钻具的构造与工作原理传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。大港－钻具主要由四局部组成：·旁通阀总成·马达总成·万向轴总成·传动轴总成旁通阀总成：〔钻杆与井壁的环形空间〕的泥于井台上，以及保护马达的作用。1旁通阀总成的工作原理是在泥浆流量到达说明书推举最小流量以前的某个流量时该流量经阀芯内孔，在孔两端产生压力差，上端压力大于下端压力，此压力差抑制弹簧力把阀芯压下，旁通孔被关闭。此时泥浆流经马达，把压力能转换为机械能。地面停泵或流值过小，压力差缺乏以按住阀芯，弹簧把阀芯顶起，旁通孔导通〔11定的。马达总成：它由转子和定子两局部组成〔2工并有耐磨抗腐蚀镀层的左旋螺杆。定子是在经过机械加工的钢排出马达。这就是螺杆马达的根本工作原理。马达扭矩越高。3。图2 图3封腔，封腔，在工作中，如欲使马达正常有效地工作，马达每级所能承马达压降不超过2.4Mpa最好。否则，马达就要漏损，转数降低。严峻时则完全停顿转动，致使马达损坏。这一点现场操作时用户应格外留意。应格外留意。为了保证马达密封腔的密封，以确保能承受的压降，所以定转子间的协作尺寸都需经过选配测试，使其不宜过紧或过松，让定子的容腔是由橡胶形成的，因此定子内腔的尺寸是受到井底温度影响的，用户可依据实际的井温如地层井温较高，可选配较松的马达；如地层较浅或使用的环境温度较低，可选配较紧的马达等。效率，甚至使磨损加大。过把握地面上的压力表的读数及泵的流量就把握住了井下螺杆的扭矩及转速。流经转子喷嘴流量增加，而此时流经马达密封容腔流量削减。流经转子喷嘴水眼所产生压力差ΔP的计算公式：ΔP＝ΔP1＋ΔP2＝ΔP：马达两端压力差〔PSI〕ΔP1：转子喷嘴所消耗的压力降〔PSI〕ΔP2：转子长孔所消耗的压力降〔PSI〕ρ：泥浆密度〔lb/gal〕〔gal/min〕D：转子长孔直径〔in〕d：喷嘴直径〔in〕Pν：泥浆粘度〔cp〕L：转子长孔长度〔ft〕在上述计算公式中，ΔP、ΔP1、ΔP2、ρ、D、Pν

、Ld,就可以得到一个相应的Q。值。再依据相应井况的总流量和螺杆钻具马达推举的最大流Q。值和d值。喷嘴直径(in)喷嘴直径(in)泥浆密度(ppg)马达两端压降(PSI)100200300400流经转子水眼流量(GPM)12/3218/328.344056698010.003651637312.003347586614.00314353628.349012715517910.008211614216412.007510612915014.006998120138表2 中空转子所配的喷嘴尺寸喷嘴号喷嘴直径In Mm喷嘴号In喷嘴直经Mm077/32 5.561515/3211.91088/32 6.351616/3212.70099/32 7.141818/3214.271010/32 7.942020/3215.881111/32 8.742222/3217.481212/32 9.532424/3219.051313/32 10.312828/3222.231414/32 11.113030/3223.83232/3225.4万向轴总成4。最短的，在螺杆使用后，应准时拆卸修理和检查。图4 运动原理传动轴总成的轴向和径向负荷。轴总成两种：a、泥浆润滑传动轴总成：件的泥浆流量进展限制。b、油密封传动轴总成：该总成承受密封组件将串轴承和局部径向轴承进展密封并注入命。3.5C、7Y、14J轴承有两组硬质合金轴承或两组橡胶轴承两种。或多列推力球轴承两种，径向轴承是上、下各多组硬质合金轴承。PDCCC承和径向轴承两种：a、串轴承9 钻头座井底时承受工作状态为所施加的钻压。b、径向轴承〔在最大作用。器。扶正器的扶正条形式多种多样，可以起到较好的稳定效果。导向螺杆钻具的主要构造组合类型需要，而且，适合打各类中、长、短水平井的需要，并伴随开发了DTU、DKO、FAB三种类型的螺杆组合，这些螺杆组合的特点：a、DTU组合是在螺杆钻具的万向轴局部装有反向双弯的外壳。〔低速〕实现稳斜及水平段钻进。这种组合既可用来打长曲率半径的造斜段，也可用来打6°～10°/30m造斜率的中曲率半径的造斜段，还可用来打稳斜段及水平段MWDDTU可5。图图5 DTU组合b、DKO组合是在螺杆钻具的万向轴局部装有同向双弯外壳，这DTU一样，但由于双弯同向钻头偏移距稍大，6。图图6 DKO组合c、FAB组合是在螺杆钻具马达的上部及下部〔万向轴局部〕各FAB7。图图7 FAB组合可调角度螺杆钻具〔AKO〕〔单弯壳体，便利顾客依据钻井需要在现场转变弯壳体角度，具有较大的0～3〔5。图8 可调角度螺杆钻具扶正器构造钻具的传动轴壳体上带有不同形式的扶正器。常用的扶正器形式包括：、螺旋型扶正器〔三翼筋、四翼筋、五翼筋；b、对称直筋型扶正器〔五翼筋、六翼筋、七翼筋均布c、非对称直筋型扶正器〔三筋巴掌式〕d、单翼型扶正器 9传动轴壳体上的扶正器形式选用导向螺杆钻具时应对此予以重视。可换扶正器顾客可以在井场依据状况随时更换适宜的扶正器。a、护套b、螺旋型d、非对称直筋图10 可换扶正器的形式四、螺杆钻具的工作条件和参数场技术人员和司钻应当首先了解螺杆钻具的构造原理和使用参数，并按使用手册的要求合理使用螺杆钻具。钻井作业打算依据整个井眼的钻井作业打算，制定一个符合螺杆钻具使用要求的具体具体的钻井作业打算，即由钻井工程师依据任务结合并设计一个适合的钻具组合。钻井液性能的影响甚微，但对整个压力有直接影响，推举泥浆最大塑性性能的影响甚微，但对整个压力有直接影响，推举泥浆最大塑性钻具的寿命将大大缩短。使用油基泥浆或柴油基泥浆时，考虑到油基泥浆中芳香烃对冷却时分别成两相的温度。一般状况油基泥浆的苯胺点应高于70℃93℃或更高。泥浆中氯化物高时会由于腐蚀缩短马达的寿命，这一点在井在起出后应尽可能在井口冲洗，防止螺杆的腐蚀。钻头及其水眼以强调一下是由于螺杆钻具是否能成功的发挥作用的几个因素的重视。选择钻头与螺杆钻具配套使用的因素应是：钻井作业方案及打算。针对地层需用什么样的刃部构造。钻井液流通通道的构造。d．预先打算的机械钻速。f．钻头水眼压降的设计。业，对钻头的选择作些说明。屑准时排出及钻头冷却问题。2～32～3级钻头，而用螺杆钻具时，就选“硬”级钻头。用螺杆钻具为防止钻头侧面的过速磨损，可在牙轮钻头侧面外径堆焊硬质合金予以保护。金刚石钻头不仅适用于定向造斜等，更适用于钻井周期较长的作业，如打直井等。在较长周期钻井作业中，最重要的因素就是钻头与钻具作为一个整体，不要由于其中哪一局部出了问题，而造成不必要的起下钻。大家已熟知：金刚石钻头较牙轮钻头寿命长，而且构造是整体的，具有很多优点。金刚石钻头与7Y型钻具匹配是完全适宜的。进一步就是针对各种作业要求，合理选用什么样的钻头冠部形头端部泥浆通道系统的设计。荷这三者与井下钻具转数高和所要求的钻压小两者是应当考虑合理〔也就是驱动接头向外窜出；水眼过大，钻具承受钻压力气降低，轴承承的内外压差过大，从而损坏密封。井底温度作用。使用油基泥浆，井底温度低于95℃，马达可进展正常工作。假设温度到达95℃～150℃时，苯胺点及其它不利因素均渐渐到达临界危150℃时，即使使用最正确的油基泥浆，甚至使用水基泥浆，马达定子寿命都会大幅度的缩短。为使螺杆在较高温度的油基泥浆下正常工作，可以承受分段下浆散热性及其它性能的方法，保证明际定子工作温度低于极限值。120℃的常规定子，其95℃120℃150℃的耐135℃150℃。泥浆流量的使用寿命。泥浆压力与钻压工作压力降时，产生最正确扭矩。不转的马达会使螺杆严峻损坏。差把握在推举参数范围内。扭矩影响。10%。螺杆进入工作状态，转子驱动钻头作顺时针转动，同时在钻具壳体上产生一反作用扭矩，该扭矩向上传递到整个钻柱上，会引起螺杆以上各联接丝扣紧扣或引起螺杆定子壳体以下联接丝扣其值到达最大值。水力推力与钻压平衡〔如11〕F:转子、万向轴、传动轴及钻头重量马达两端压降产生的轴向液压推力F△pb：钻头水眼压降所产生的轴向力W：钻压设向下作用力：F+F +F =C△pm △pb图11 那么推力轴承负荷Lb=F+F△pm

+F△pb

-W=C-W推力轴承设计用来承受轴向载荷的合力，并将其传递给螺杆壳方法平衡钻压，可延长轴寿命。负载分析状态：C>W离井底推力轴承受载C=W〔平衡点〕C<W供用户在工作中参考。轴承间隙钻具传动轴总成的寿命是否能满足不回修而再次使用的要求。螺杆在使用之后，将它放在钻台上，进展以下工作。D1其次步：将钻具座在钻台上，用钻具自身重量压缩轴承总成，再次测量并记录下短节和驱动接头之间的间隙尺寸D。2表3表3 轴承间隙钻具规格〔外径〕钻具规格〔外径〕80〔31/″〕1 28295〔33/″〕4102〔4″〕105〔41/″〕4120〔43/″〕4159〔61/″〕4165〔61/″〕2172〔63/″〕4197〔73/″〕4203〔8″〕210〔81/″〕4244〔95/″〕8489〔31/″〕3mm3mm3mm3mm3mm3.5mm4mm4mm4mm4mm4mm4.5mm4.5mm5mm五、螺杆钻具的使用常工作，避开不必要的起下钻和由此造成的损失。锁紧剂，并按规定的紧扣扭矩上紧。地面检查螺杆下井前，应在钻台上按下述方法进展试验：提升短节。检查旁通阀：用木棒下压旁通阀阀芯，从上部注满水，此时应从旁通阀口均匀流出。阀口处于转盘下易于观看的位置。开泵：渐渐提高排量直到旁通阀关闭、马达起动为止〔登记该排量值。不停泵上提钻具至能观看转动的驱动接头为止。在此过阀阀口顺当流出。地面检查完毕后，用吊钳卡住驱动接头，用钻头盒把钻头和7。〕250mm位变化，降低轴承寿命或损坏传动轴。螺杆下井下放钻具及其组合应留神地把握下放速度，以防撞到沙桥、慢通过，以防止划出井眼。这样可防止螺杆堵塞，或因高温造成的螺杆定子损坏。在井内，泥浆假设不能快速通过旁通阀阀口流进钻柱中，应减直接坐入井底。启动向力的影响，压力值可能超过计算值。定向前应充分清洗井底，去除井底岩屑沉淀或积存，消退循〔30°～45°0.3～0.6m钻进统的空载循环泵压，也称离井底泵压。具压力和扭矩的变化〔钻杆与井壁的摩擦可能会影响推断精度。在推举值范围内就会产生最正确效能。工作打钻泵压=离井底泵压十钻具负载压力降生波动稳定下降，直到再次调整钻压。磨损的马达，还应以进尺速度为依据。起钻六、导向螺杆钻具的使用导向螺杆钻具的使用，与常规螺杆钻具根本一样。由于导向螺杆6.1.导向螺杆钻具的造斜率6.1.导向螺杆钻具的造斜率从导向螺杆钻具的构造而言，其造斜率受以下因素的影响：影响较大。高造斜率，但会增加下井难度。螺杆带扶正器时有助于提高螺杆钻具的造斜率，扶正器形式用寿命。在钻具组合不变的状况下，井眼尺寸越小，造斜率越高。井段。应当留意检查导向螺杆钻具不同部位的角度之间及其与非对方位难以把握。角的变化状况。进尺问题响。钻具组合和导向螺杆钻具构造的影响，避开井壁托压现象的发生。导向钻进由于导向螺杆钻具通常带有弯壳体及稳定器，钻头的偏移距较造成螺杆损坏。井斜越大，所允许开动转盘的弯壳体角度越小。七、螺杆钻具的维护与保养检的螺杆钻具不应再次下井使用，除非上次使用时间很短，工况较好，并能确认没有影响再次下井安全的腐蚀、划伤、磨损等缺陷。可能在反复使用中引起事故，造成不必要的起下钻，甚至因得不到准时修理，而造成整个钻具的报废。。拆装人员应对螺杆钻具产品的原理、构造和使用比较了解。修理时，应当检查壳体的划伤、裂纹等缺陷，必要时应予探伤。壳体外表严峻划伤或产生裂纹，应予更换，不得再次使用。严密距变化状况。螺纹损伤或严密距变化较大时，应予更换。接剂失效。过度烘烤会降低螺纹连接强度，务须予以留意。以下是在使用现场对螺杆钻具进展维护保养的步骤：移动阀芯，调整使其移动无阻，清洗完毕，拧上提升短节。空出螺杆中剩余泥浆〔泥浆由旁通阀阀口流出，然后卸去钻头。3〔留意，不允许参与柴油。吊运和保管：丝绳应带有橡胶护套，避开划伤螺杆钻具的壳体。不得使用破损的钢丝绳起吊。45℃。削减。八、螺杆钻具的常见故障分析与排解消耗的时间和费用。列举以下几种状况，供大家参考。8.1.螺杆离井底状况：循环压力低于计算值短路或消灭井漏，解决方法一般是起钻检修。循环压力高于计算值：缘由可能是螺杆或钻头堵塞，传动轴轴承受卡或损坏，井眼①无循环，检查整个循环系统。②局部循环，可能是钻头堵塞或钻头侧向力过大。尺寸下的推举值。实行的措施包括：稍许起钻，削减钻压c.短时间内交替开或停泥浆泵，以降低泵压a使钻具在弯曲井眼中放松，以削减侧向力。8.2〔一〕从压力值角度分析循环压力低于计算值：能是由于螺杆马达定转子之间的密封不良引起的，后一种状况可通过检测螺杆制动点的方法推断，具体方法与步骤如下：将钻具提高井底0.3～0.5m并开泵c.登记螺杆提离井底时的空循环压力值缓慢将钻头坐入井底，渐渐施加钻压加，该值即为制动时压力降。多数状况下，螺杆制